医学图像信息系统必修课

医学图像信息系统,主讲人：部 门：徐医附三院影像科,本章节课程教学大纲：1、关于图像的基础知识（1）图像的构成与显示 （了解） 第一课时（2）图像的维度 （了解）（）医学图像设备及仪器 （掌握）（）图像处理的关键技术 （了解）2、RIS的概述与流程（1）RIS的概述 （了解）（2）RIS的流程 （了解 第二课时3、图像存储与通讯系统概述（1）PACS的概念 （熟悉）（2）PACS的发展概况 （了解） (3)PACS的设计原则 （了解）(4)PACS的类型 （熟悉）,4、PACS的体系框架（1）图像的采集 （掌握）（2）图像的传输 （了解） 第三课时（3）图像的显示（处理） （了解）（4）医学专用显示器 （了解） （区别、分类、参数选择、维护）（5）图像的存储 （掌握）（6）PACS中心服务器的功能 （了解）5、PACS的主要功能意义 （1）PACS的主要功能 （熟悉） 第四课时（2）PACS子系统功能分述 （了解）6、PACS的应用与效益 （熟悉）7、PACS的管理与展望 （了解）,第一节 关于图像的基础知识（1）图像的构成与显示 （了解） （2）图像的维度 （了解）（）医学图像设备及仪器 （掌握）（）图像处理的关键技术 （了解）,1.1 图像的构成与显示 图像的要素必须数字化才能够被计算机识别、储存和处理。 除了图像的表观大小外， 图像可以用像素和色彩来描述。 任何一个物件都可以分解成组成它的各个部分。分解的深度或细致程度取决于我们所要研究的对象。 对于图像来说，所能分解的最小组分成为像素。我们使用的计算机显示屏可以看作是由宽X高的点矩阵，这矩阵内的每一点就是一个像素。我们平时说的计算机显示屏是800 X 600，1024 X 768，1960 X 1280，就是指相应的显示屏的宽度和高度所包含的像素。,对于同一物体，如果使用不同分辨率的成像设备，得到的图像的像素可以有很大的差别。所以像素的多少不但与成像物体大小有关，而且与成像技术设备有关。也可以说像素是图像空间分辨率的重要标志。 每一个像素的显示都可能表现为亮度和色彩。而任何像素的亮度和色彩显示可以分解为三种基本色素的强弱组合。,在医学影像显示中常使用的伪彩概念很容易理解了，这是将黑白影像中的像素用彩色显示， 其原则是： 不同灰阶用不同的彩色显示。 相邻灰阶的像素用相邻的色彩。伪彩显示的黑白影橡可以帮助医生对疾病的诊断。,1.2图像的维度 所有图像都有维度。我们所在的空间是三维的，我们平常所说的平面图或立体图就是二维或三维图。二维图上的每个点有两个坐标，比如(x，刃，三维图上的每个点有三个坐标，比如(x, y, z)。类推，四维图上的每个点有四个坐标，比如(x, y, z, t)。二维和三维图可以在平面上很直观地画出来，四维以上的图就不能在平面上显示了。,要注意的是，这里说的维度，可能是空间的维度，也可能是代表了别的物理量。比如医院里常常测量得到的心电图，就是以时间作为横轴，以心电压作为纵轴的二维图像，都与空间维度毫无关系。而CT扫描将身体组织的一个个截面的二维图拼成该组织的立体图，即三维图。其中的坐标就正好是空间维度。,在这个基础上，我们可以进一步来理解四维图了。设想一个身体组织在某时刻的立体图，间隔1秒钟后，它可能是另一个形态，或者另一个三维图。如果我们对这个组织有一系列的三维图，按时间顺序显示出来，这就是这个身体组织的四维图像。电影就是将一系列的用二维表述的三维图，以时间顺序放映出来，借助于人眼的视觉暂留，在观众头脑里形成的四维图像。,1.3 医学图像设备和仪器 1895年X线发明，近100多年的历史证明，医学图像成像技术的进展给医学诊断和治疗技术带来极大的改变和发展，医学图像的成像方式也不断增加，而计算机技术和数字图像处理技术的迅速发展和普及，则扩大了医学图像的应用范围。 计算机图像成像有多种方法，但它们之间的相似之处是先用某种能量通过人体，与人体相互作用后对该能量进行测量，然后用数学的方法估计出该能量与人体组织相互作用的二维、三维分布，把能量的强弱转换为显示的明暗或色彩的不同，就产生了图像 。,下面介绍几种主要的医学图像：（1）X线图像。 利用人体器官和组织对X线的衰减不同，透射的X线的强度也不同性质，检测出相应的二维能量分布，并进行可视化转换，从而可获取人体内部结构的图像。 与常规X片图像的形成过程相比,X线数字成像系统形成数字图像所需的X线剂量较少，能用较低的X线剂量得到清晰图像。可利用计算机图像处理技术对图像进行一系列处理，从而改善图像的清晰度和对比度等性能，得到更多的可视化诊断信息。,计算机X线摄影(computed radiography, CR)是X线平片数字化的比较成熟的技术。CR系统是使用可记录并可由激光读出X线成像信息的成像板(imaging plate, IP)作为载体，经X线曝光并读出处理信息，形成数字式平片图像。,数字X线摄影(digital radiography, DR)是在X线影像增强器电视系统的基础上，采用模数转换器将模拟视频信号转换成数字信号后送人计算机系统中进行存储、分析、显示的技术。数字X线摄影包括硒鼓方式、直接数字X线摄影（direct digital radiograhy, DDR)和电荷藕合器件(charge coupled device,CCD)摄像机阵列方式等。,数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)是利用数字图像处理技术中的图像几何运算功能，将造影剂注人前后的数字化X线图像进行相减操作，获得两帧图形的差异部分被造影剂充盈的血管图像。目前DAS有时间减影(temporal ubtraction)、能量减影(energy subtraction)、混合减影（hybrid subtraction)和数字体层摄影减影(digital tomography subtraction)等类型。,（2）CT图像。X线CT(computerized tomography，CT)是以测定X射线在人体内的衰减系数为物理基础，采用投影图像重建的数学原理，经过计算机高速运算，求解出衰减系数数值在人体某断面上的二维分布矩阵，然后应用图像处理与显示技术将该二维分布矩阵转变为真实图像的灰度分布，从而实现建立断层图像的现代医学成像技术。概括地说，X线CT图像的本质是衰减系数成像。 CT具有以下优点：能获得真正的断面图像，具有非常高的密度分辨率，可准确测量各组织的X线吸收衰减值，并通过各种计算进行定量分析。,(3)磁共振图像。磁共振图像系统通过对处在静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体组织中的氢原子受到激励而发生磁共振现象，当中止脉冲后，氢原子在弛豫过程中发射出射频信号而成像。目前MRI成像技术的研究仍主要集中在如何提高成像速度方面，功能性MRI的出现扩大了磁共振影像的临床应用范围。磁共振血管造影可以发现血管的疾病，与三维显示技术相结合能够为诊断提供更多的可视化立体信息。磁共振波谱分析是研究的热门课题，有可能在获得病人解剖结构信息的同时又得到功能信息，将MRS与MRI进行图像融合，能够获得更多的有价值的诊断信息。,（4）超声图像。频率高于20000赫兹的声波称为超声波。超声成像(ultrasound system, US)就是利用超声波在人体内部传播时组织密度不连续性形成的回波进行成像的技术。依据波束扫描方式和显示技术的不同，超声图像可分为：A型,M型、断层图像的B型和多普勒D型显示等。可能会给医学影像领域带来巨大影响的新的超声成像技术研究，是三维超声成像。三维超声影像具有图像立体感强、可以进行B超图像中无法完成的三维定量测量、能够缩短医生诊断所需的时间等特点，是一种极具发展前景的超声成像技术。,(5)放射性核素图像。放射性核素成像(NM)技术是通过将放射性示踪药物引人人体内，使带有放射性核素的示踪原子进人要成像的组织，然后测量彭咱寸性核素在人体内的分布来成像的一种技本。放射性核素成像技术能够反映人体内的生理生化过程，能够反映器官和组织的功能状态，可显示动态图像，是一种基本无损伤的诊断方法。,(6)医用红外图像。人体是天然热辐射源，利用红外线探测器检测人体热源深度及热辐射值，并将其转变为电信号，送人计算机进行成像。红外图像用来诊断与温度有关的疾病。系统根据正常与异常组织区域的热辐射差，得出细胞新陈代谢相对强度分布图，即功能影像图，用于对浅表部位肿瘤、乳腺癌及皮肤伤痛等疾病的诊断。,(7)内窥镜图像。内窥镜是一种直接插入人体的腔管内进行实时观察表面形态的光学诊断装置。光纤内窥镜使用的纤维束有两种，一种是传递光源以照明视场的导光束；另一种是回传图像的传像束。电子内窥镜的发明为内窥镜影像的临床应用提供了一种新的技术，具有轮廓清晰、可以定量测量等特点，三维立体内窥镜系统还可产生逼真的立体图像。,（8）显微图像。显微图像一般是指利用显微镜光学系统获得的关于细胞、组织切片的二维影像。目前处理和分析显微图像的主要工具是图像分析仪，它应用数字图像处理技术、计算机技术和形态于刊氮学方法，实现对细胞、组织的定量分析，并可进行三维重组和动态显示。,不同成像方法在一次检查中所获取的图像数量差别很大，MRI一组检查甚至可能获得上千幅图像。不同成像方法获取的人体信息也不一样，如核医学图像（NM），尽管只有1.6万像素，但因其能获取生理学信息，常用于肾功能检查。,下表为常见医学图像的主要参数特征比较：,（4）医学图像处理的关键技术 根据以上医学图像成像原理及方法，医学成像设备可以分为以下几个主要部分： （1）传感器：也就是换能器，将一种能量的信号转换成另一种能量的信号的器件。通常最终是转换成电信号，以方便处理并输人计算机系统。如测量血压的压力传感器，测量离子浓度的离子传感器，X线传感器，超声传感器等。电极也可以看作传感器。传感器是医学成像设备的关键部件。,（2）信号预处理和采集系统：信号预处理主要完成信号的放大、滤波、线性化以及信号的电气隔离等，将由传感器获得的信号调整到适合信号采集系统的要求。信号采集就是将虚拟信号转换成能被计算机处理的数字信号。,（3）计算机系统：主要完成数字信号处理、数据管理和程序控制等工作。随着主机性能和模数转换精度的提高，很多在预处理阶段完成的工作可移到数字信号处理阶段完成，某些设备，如CT等，采用独立的信号处理设计，以进一步提高信号处理能力。,（4）人机交互系统：通常由键盘、鼠标、显示装置等组成，一般还带有网络接口，构成现代医学图像仪器的外在特征。显示装置可以显示简单的数值，也可以显示曲线甚至图像。一些医疗设备还具备记录装置和打印机等。,(5)能量发射系统：许多医疗图像设备需要向人体发射某种能量，如X线成像设备需要向人体发射X射线，并接收透过人体而衰减后的射线能量进行成像。超声波设备需要向人体部位发射超声波，通过探测超声波在人体不同部位的传播形态分析人体该部位的组织情况。(6)其他系统：如机械传动系统、定位系统、管路系统等辅助设备。,第二节 RIS的概述与功能 （1） RIS的概述 了解（2） RIS的功能 了解,2.1 RIS的概述：放射信息系统(radiology information system，RIS)是医院信息系统(HIS）中的一个重要组成部分。它主要负责处理文字信息，实现放射科内病人的预约、挂号，诊断报告的书写、审核、发布，工作量及疾病的统计，病人跟踪，胶片跟踪，诊断编码，科研全和管理等功能，并承担与HIS中病人信息的交换。,RIS是放射科内处理文字信息的子系统，包括预约登记，诊断报告的书写、审核、发布、检查执行管理，报告打印管理，科室管理及统计查询等功能模块。放射科整体工作流涉及的所有职能部门和功能执行环节都应纳人RIS系统管理，从而实现放射科医学图像学检查流程的计算机化、网络化管理运作。 RIS系统主要包含4类工作站：预约登记工作站、报告书写工作站、技师质控工作站和计管理工作站，各工作站的实现功能归纳如下。,(1)预约登记工作站 预约登记工作站是RIS的起始环节，它必须完成患者基本信息的预约登记工作，或通过与HIS的互联，实现从HIS数据库中调阅病人的基本信息资料；并通过检查核实，确认病人的报到情况，再通过DICOM WORKLIST服务将病人信息发送到检查设备。,(2)报告书写工作站 报告书写工作站是RIS中最重要的组成部分，它主要供放射科诊断医生使用。通过调阅PACS中的图像信息，完成诊断报告的书写、审核、修改和发布工作，并支持医生的相关联报告查询工作和病种阳性率统计工作。,(3)技师质控工作站技师质控工作站实现对影像设备技师工作质量控制和工作量统计功能。其主要实现功能包括：对于不具备DICOM WORKLIST支持的设备，支持提供本检查室的任务列表功能；自动将已发送的图像与RIS信息进行关联；允许未经检查登记的病人直接输人病人信息成诊断工作站所需的任务列表项目；提供胶片打印数量录人功能；对于不具备自动发送图能的设备，提供查询及存储图像的功能；支持技师根据需要对设备发送的图像进行选择存系统的影像服务器。可对影像检查质量进行评估；可按多种方式进行病人资料检索、根据照片部位、照片质量、不同技师统计质量工作量并进行加权等。,（4）统计管理工作站统计管理工作站主要完成对患者信息和疾病谱的统计；对放射科诊断医生和技师的量花、考核和对科室的管理。,第三节 图像存储与通讯系统概述（1）PACS的概念 熟悉 （2）PACS的发展概况 了解 （3）PACS的设计原则 了解 （4）PACS的类型 熟悉,3.1 PACS 概念,Communication,System,Picture,Archiving,通讯与传输,系 统,数字医学影像,获取与存储,PACS （picture archiving and communication system） 医学图像存储与传输系统：是医院信息系统中的一个重要组成部分，是使用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理的系统，主要解决医学影像的采集和数字化，图像的存储和管理，数字化医学图像高速传输，图像的数字化处理和重现，图像信息与其它信息集成等方面的问题。,PACS系统的使用不但为医院达到无胶片化环境提供了解决的方案，而且为今后进一步实现远程医疗、远程教学、远程学术交流和计算机辅助的医学影像诊断提供了支撑环境。PACS也是医院迈向数字化信息时代的重要标志之一，是医疗信息资源达到充分共享的关键，对医院信息化建设起着重要的作用。,3.2 PACS发展概述 总体发展概述：按照PACS在医院应用的范围和深度，可将起发展历程大致分为三个阶段：,1、第一阶段(20世纪80年代初期90年代中期) 此阶段主要是以建立实验室科内部的小型PACS(Mini-PACS)为主，将放射科内部的影像设备进行连接，实现胶片化，医学数字化影像的内部传输、管理与显示。 这一时期的系统以单机为主，速度慢，功能单一，基本上没有RIS(影像信息系统)，PACS不能满足临床的需要。,此阶段PACS的典型特点是“用户主动查找到数据”。即当数据信息进人PACS 必须亲自给出查询条件，才能在PACS中查询相应的图像及其相关信息。这种模式需人工与PACS的大量交互，才能充分发挥PACS的效能。,2、第二阶段(20世纪90年代中期2000年),随着DICOM 3.0标准的制定与颁布，此阶段开始尝试建立全院级PACS(Full-PACS)，以实现整个医院所有影像设备的互联共享逐步将各类非放射科影像，如超声、内镜、病理等纳人到PACS体系之内，并进一步开始尝试同医院信息系统(hospital information system, HIS)、实验室信息系统(laboratory information system，LIS)、RIS等其他医疗子系统实现集成。,此阶段PACS的典型特点是“数据主动寻找到设备”。由于在第二代PACS中引入了“自”动路由（auto-routing)”、“预提取（pre-fetching)”、“预载（pre-loading)”等概念，进人PACS的数据可根据用户预先设定的规则和来自外部系统（如HIS/RIS)的信息，将图像自动传送到指定的设备。这种模式需要较少的人工参与PACS工作流。,3、第三阶段(2000年至今),随着医用信息系统集成、DICOM3.0标准、HL7标准的完善成熟，PACS与HIS,RIS等系统的集成趋势越来越明显。这些系统除了共享信息之外，开始进一步在工作流程上实现整合。这种整体化解决方案强调的是卫生资源的充分共享和流程运作的一体化，另外，不同地域间的卫生医疗机构也开始尝试构建企业级PACS 以实现在更大区域范围内共享医疗信息，实现真正意义上的远程会诊。,此阶段PACS的典型特点是“信息和图像主动寻找到用户”。它是对第二代PACS的一种改进。在第三代PACS中，进人PACS中的数据可根据用户预先设定的规则和来自外部统（如HIS/RIS)的信息，将图像及其相关信息自动送到指定的设备并分配给具体的用户。第三代PACS需要与外部系统进行紧密的集成才能够实现，这种模式实现了PACS工作流的自动化。,PACS在国外的发展：,PACS在国内的发展：,PACS在国内发展中出现的问题：(1)理论研究深度不够(2)标准化的问题(3)医疗设备接口繁杂(4)PACS的规划设计缺乏科学性(5)医院信息平台建设不完善(6)开发厂商的问题,3、 PACS的设计原则 (1)实用性、安全性。 PACS的建设要强调紧密结合实际，不仅要满足目前的需要，更重要的是要考虑未来发展的需要，坚持整体规划、循序渐进、不断完善的建设原则。PACS要强调安全性及可靠性，选择合理的网络结构、数据库和数据备份方案，建立完善的使用权限管理机制。,(2)高效性。系统应方便用户的使用，在实现全面的图像处理功能的前提下，以提供高效的传输及快捷的诊断报告为技术性能指标，使医生不用等待即可观看图像进行诊断。,(3)先进性、可扩展性、方便性。系统的设计必须考虑未来技术的发展趋势，考虑医院的发展规模，考虑长期应用的需求方向。因此，系统的设计必须做到适度超前，易于扩展，要尽可能利用成熟的先进思想技术。系统需要着重考虑图像的调阅速度以及RIS使用的方便性。系统的设计要坚持方便、易用，以满足各个层次、各种类型的使用者的需要。,(4)可操作性。系统的设计必须保证未来的运行是可操作的，即保证运行的系统符合实际需求。,（5）高在线量。系统应考虑国内医院的现状（资金少、病人多、在线量高等），提供高性价比的在线存储方式(3-5年），在保障系统安全的同时，使尽可能多的数据在线。,(6)必须符合有关法律、法规、规章制度的要求。符合DICOM 3.0、HL 7等标准。,4、PACS的类型 按照目前国际上流行的划分方法，PACS可以按规模和应用功能分为三类：,(1)小型PACS(mini-PACS) 。局限于单一医学影像部门或影像亚专业单元范围内，在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和软拷贝显示功能。,(2)数字化PACS(digital PACS)。包括常规X线影像以外的所有数字影像设备（如CT、MRI、 DSA等），常规X线影像可经胶片数字化仪进人PACS 。具备独立的影像存储及管理亚系统和必要的软、硬拷贝输出设备。,(3)全规模PACS(full-service PACS)。涵盖全放射科或医学影像学科范围，包括所医学成像设备，有独立的影像存储及管理亚系统，足够量的软拷贝显示和硬拷贝输出设备及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。采用模块化结构、开放性架构与医院给息系统放射信息系统(HIS/RIS)整合良好。,第四节 PACS的体系框架（1）图像的采集 掌握（2）图像的传输 了解（3）图像的显示（处理） 掌握 医学专用显示器 了解 （4）图像的存储 了解 （5）PACS中心服务器的功能 了解,1、图像采集 图像采集是本系统的“根”，是系统能够正常运行的基本点。只有采集到图像后，才能进行后续的显示、处理等工作，采集的图像质量决定PACS系统是否可用以及是否具有实际意义。 现介绍几种常用的医学图像采集设备：,（1）计算机放射摄影(computeradiography,CR) ： CR脱离了传统的屏胶系统，不在把X线信息记录在胶片上，而是应用影像板替代胶片吸收穿过人体的X线信息，记录在IP上的影像信息经过激光扫描读取，然后经过光电转换，把信息输入计算机系统重建成数字矩阵，在显示出数字化图像。 CR实现了常规X线摄片从近百年的模拟成像向数字化成像的转变，使X线摄影可以具备数字化的各种优势。,优点： 实现常规X线摄影信息数字化 提高图像的密度分辨力（显示最小密度差别的能力） 多信息显示，可显示不同层次的影像信息 辐射剂量降低 实现X线摄影信息的数字花存储、调阅、传输缺点： 时间分辨力（两次采集的最小时间间隔）较差 空间分辨力(鉴别细微结构的能力)不足 显示 肺间质与肺泡病变不及传统的X线图像,（2）数字X线摄影（digital radiography，DR） 与CR相比较，同为数字化摄影，但成像方式不同，DR接收X线的即不是普通胶片，也不是成像板，而是各种类型的平板探测器，可以把X线直接转化为电信号或先转化为可见光，然后通过光电转换，把电信号传输到中央处理系统进行数字成像。 由于不需要显影、定影，也不需要成像板送到读取系统进行处理，而是直接在荧光屏上显示图像，检查速度大大提高。,与CR相比，DR的优势与不足优势：空间分辨力进一步提高，信噪比高、成像速度快、曝光量（辐射剂量）进一步降低，探测器寿命更长不足：CR可以与任何一种常规X线设备区配，DR则难以与原X线设备区配、对于一些特殊体位，不如CR灵活,（3）计算机断层扫描（Computed Tomography，CT ）,CT是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光后，由光电转换器转变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字信号，输入计算机处理，扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减细数或吸收系数，再排列成矩阵，数字矩阵可存储于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素，并按矩阵排列，即构成CT图像。,与X线常规摄影比较的优势： 断层显示解剖 高软组织分辨力 建立数字化标准 扫描速度快/容积数据 多种特殊扫描及图像后处理,（4）磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging ，MRI）通过对主磁体内外磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，是人体组织中的氢核收到激励而发生磁共振现象；当终止射频脉冲后，质子在弛豫过程中感应出MR信号，经过MR信号的接收、空间编码和图像重建处理过程，产生MR图像。,MRI图像特点： （1）多参数成像： 主要包括T1，T2和质子密度等。在MRI检查中，可分别获取同一侧解剖部位或层面的T1WI，T2WI，PDWI等多种图像，从而有利于显示正常组织与病变组织。,在T1WI中，T1越长，信号强度越低，亮度就越低，相反短T1的组织则表现为高信号，即高亮度。在T2WI中，T2越长，信号强度就越高，表现为高亮度；相反短T2的组织则表现为低亮度。,(2)多方位成像：MRI不必调整受检者的体位，仅仅改变不同梯度线圈的作用，就可以分别获得人体横断面，冠状面及任意倾斜层面图像，有利于解剖结构和病变的三围显示和定位。,(3)流动效应： 体内流动的液体中的质子与周围处于静止状态的质子相比，在MR图像上表现出特殊的信号特征。 流空效应：心血管内的血液由于流动迅速，使发射MR信号的氢原子核离开接受范围，所以测不到MR信号，在T1加权像或T2加权像中均呈黑影，既流空效应，这一效应使心腔和血管显影。,MRI的主要优点（1）不使用电离辐射，无电离损伤；（2）软组织分辨力极佳；（3）可行轴、冠、矢及任意倾斜面层面的多方位成像；（4）多参数成像，对显示解剖结构和病变敏感；（5）除能显示形态学组织学的改变外，还可进行生物化学和代谢功能方面的研究。,MRI的主要限度 对带有心脏起搏器或体内带有铁磁性物质的病人不能进行检查； 进行生命监护的危重病人、幽闭空间恐惧症患者不能进行检查； 对钙化的显示远不如CT，难以对病理性钙化为特征的病变作诊断； 对质子密度低的结构，如肺组织、骨皮质显示不佳； 检查时间较长； 检查费用较高。,2、图像的传输采集到的数字图像必须快速的传到中心服务器用于存储归档，中心服务器也必须快速响应放射医生或临床医生的需求将图像信息传送到本地工作站。因此，影像的传输速度对P整个ACS系统的成败有非常重要的影响。,影响图像传输速度的主要因素有：中心服务器的性能、影像数据量的大小和网络架设。 同时，还可以采用一些技术措施来解决影像的传输问题，如自动路由(auto-routing)技术预取和分级调度、多线程下载技术。,自动路由技术完成医学影像由中心服务器向指定的诊断或浏览工作站传送，其原理是：当采集到的影像从影像设备传送至中心服务器存储归档后，在中心服务器上运行的自动路由进程便根据预先设置好的规则，分别查询相关的影像类型，确定其需要传送至的目的工作站位置，而后自动完成影像传送任务，将相应的影像传送至预定的执行位置。一旦传送完成，放射科医生或者临床医生就可以在本地浏览影像数据。,预取和分级调度的基本思想是：从调度者的角度把PACS分为中心服务器器和影像浏览工作站。中心服务器在收到病人图像信息后，会自动将图像信息发送到分中心服务器，分中心服务器在收到病人图像信息后也会自动将其传送到医生浏览工作站。由于临床科室医生对病人图像信息的实时性要求并不高，PACS中心服务器完全有足够时间在医生调阅图像信息前将信息发送到本地浏览工作站。,多线程下载技术是将要下载的文件分成多个部分，然后由多个线程同时下载。对于CT、MRI来说，病人的一次检查会关联到几十幅、上百幅甚至上千幅图像，这时为了充分利用网络带宽，多线程下载技术就显得十分有效，它可以保证快速的影像下载，使得医生在第一幅图像调人后就可以开始诊断工作。,3、图像的显示及处理在实现包括X线图像在内的医学图像的数字化之前，充分了解临床上对数字图像质量的要求，根据图像种类和经济能力来综合考虑，进而合理地选择专业图像显示器显得十分必要 。,相应地，人们也开发了各种医学图像的显示软件，例如前面介绍的CT机有图像显示的专用软件，如图像的放大、镜像反转、窗位检测、图像比较、距离测量、文字注释等，这些软件能帮助医生对病情进行诊断。进一步还有三维重建显示等等。所有这些图像处理和分析法，其目的是提高信息的相对量，如增强图像中的某些部分或提取某些特征，以便提取信息。,常见的基本图像处理技术包括：（1）图像恢复 （2）图像的增强（3）边缘检测（4）图像分割 （5）图像测量 （6）图像压缩（7）图像配准和融合 （8）二维和三维成像（9）灰度变换等,医学专用显示器1、医学专用显示器与普通显示器的区别a、支持DICOM标准b、支持DICOM灰阶变换c、支持SBC功能（稳定的灰阶控制） d、支持更高分辨率e、其他,2、医学专用显示器的分类 显示器分为彩色显示器和黑白显示器，由于彩色显示器在亮度、密度分辨率、聚焦、灰阶等性能指标上都不如黑白显示器，因此，医学专用显示器主要以黑白灰阶显示器为主。,3、参数选择a、分辨率b、亮度c、响应时间,4、医学专用显示器的维护 a、避免进水和注意防尘b、避免长时间工作c、避免损伤d、DICOM灰阶检查,4、图像的存储,（1）数字化医学影像数据的特点 数字化图像区别于传统图像，其主要特点有：数据量大，保存时间长，数据类型复杂。有数字和文字，还有大量的图形和影像等信息；既有对安全性、实时性和并发用户数要求很高的HIS数据，也有对安全性和实时性要求相对较低的文档信息；对存储数据的高效率访问和获取需求：医学影像数据的大容量存储以及高效率的随机查询是PACS系统应用中的关键问题。,因此，对于存储体系， PACS有着严格的要求：存储系统必须严格遵从DICOM标准；必须具备海量的存储容量以满足图像数据的爆炸式增长速度；图像数据在网络中必须高速传输和狭速下载到本地工作站，以缩短网络占用时间，减少网络压力；系统必须具备高可靠性和高安全性；系统必须具有良好的可扩展性和数据可迁移性。,（2）PACS的主要存储技术1、医学图像压缩技术2、PACS的存储方式 a、在线存储 b、近线存储 c、离线存储,3、PACS的主要存储设备 a、磁盘矩阵 b、光盘、光盘塔和光盘库 c、磁带和磁带库,4、PACS的存储架构 a、直接附加存储 b、网络附加存储 c、存储区域网络,（3）PACS的存储策略现阶段我国医院PACS主要采取的存储策略，根据图像信息的存储位置不同，主要分为集中式存储与分布式存储两大类。,5、PACS中心服务器的功能 中心服务器是整个PACS的控制中枢，承担对整个数据库的管理；响应并发连接用户需求，分发各种图像数据的任务等。,第五节 PACS的主要功能意义PACS的主要功能 熟悉PACS子系统功能分述 了解,1、 PACS的主要功能a、采集医学图像。 通过网络与医疗器械通信，获得数字化医学图像。 b、存储医学图像。 将采集的数字化医学图像有序地组织起来，存储